KR20090058373A

KR20090058373A - 저밀도 폴리우레탄 폼 조성물 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20090058373A
Application number: KR1020070125120A
Authority: KR
Inventors: 홍채환
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2007-12-04
Filing date: 2007-12-04
Publication date: 2009-06-09
Also published as: KR100936319B1

Abstract

본 발명은 자동차 시트용 폴리우레탄 폼 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 폴리올, 촉매, 사슬연장제, 발포제 및 이소시아네이트를 포함하는 폴리우레탄 발포폼 조성물에 관한 것이다. 또한 본 발명은 상기 발포폼 조성물에 대하여 첨가제로서 난연제 및 셀안정제 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있는 것을 특징으로 하며, 또 다른 본 발명은 이들의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 동일 밀도에서 폴리우레탄 발포체의 내부 미세 구조 및 밀도를 조절할 수 있는 기술을 제공함으로써, 본 발명은 기존의 자동차 시트 패드 등의 내장재에 적용되던 폴리우레탄 폼의 밀도 보다 낮으면서도 경도 및 강성 증대 효과가 있으며, 또한 이로 인하여 완제품의 경량화를 구현시킬 수 있는 효과가 있다.

폴리우레탄 폼, 디이소시아네이트, 발포제, 사슬연장제

Description

저밀도 폴리우레탄 폼 조성물 및 그 제조방법{Low-density polyurethane foam composition and Preparing method thereof}

본 발명은 저밀도 폴리우레탄 폼 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폴리올, 촉매, 사슬연장제, 발포제 및 이소시아네이트를 포함하는 폴리우레탄 발포폼 조성물에 관한 것이다. 또한 본 발명은 상기 발포폼 조성물에 대하여 첨가제로서 난연제 및 셀안정제 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있는 것을 특징으로 하며, 본 발명의 또 다른 태양은 이들의 제조방법에 관한 것이다.

자동차 경량화 기술은 환경에 대한 관심과 규제가 심화되고 있는 국제적 추세를 감안할 때 매우 중요한 기술이다. 자동차의 경량화를 위해서는 기존에 사용되던 소재가 가진 물성과 비교하여 경량화된 대체 소재의 물성이 동등하거나 그 이상이어야만 한다. 자동차 시트패드 등의 내장재에 주로 사용되는 폴리우레탄 폼(polyurethane foam)의 경우, 동일 밀도에서 경도나 강성을 향상시킬 수 있다 면, 보다 무게가 가벼운 자동차 시트패드 등을 제조할 수 있고 또한 부피 및 두께 역시 감소시킨 소위 슬림형 시트 폼 패드를 제조할 수 있기 때문에 자동차 경량화 및 성능향상, 디자인 자유도 증대에 활용될 수 있다.

종래에는 자동차 내장재용 폴리우레탄 폼 조성물의 경도 및 강성 등을 향상시키기 위해서 폴리우레탄 폼 조성물 자체의 밀도를 상승시키거나 또는 유리섬유, 탄소섬유 등의 충전제를 사용하는 방법이 사용되었다. 그러나, 상기 두가지 방법은 폴리우레탄 폼 자체의 중량을 상승시키고 제조원가를 상승시키는 문제점이 있었으며, 나아가 자동차 시트패드 폼의 연속성형과정에서 추가적으로 첨가제 등을 투입해야 하는 문제점 있다.

본 발명과 관련된 기존 발명으로서, 대한민국 등록특허 제 10-0727169 호의 본 출원인의 발명인 폴리우레탄 폼 조성물은 우수한 냄새 억제성 및 성형성으로 인하여 자동차 시트 폼으로 사용하기에 적합하나, 그 물성이 다소 부족한 면이 있다고 할 수 있다. 또한 대한민국 공개특허 제 1999-0000001 호의 발명의 경우에는 물성이 우수하나, 이를 자동차 시트 폼, 침구류 등에 사용하기에는 그 폴리우레탄 폼 조성물의 고유 냄새로 인해서 상품성이 떨어지는 문제점이 있다.

따라서, 침구류 산업, 자동차 산업 등에 있어서, 상기 문제점들을 개선시킨 저밀도, 경량화, 고경도 및 고강성의 특성을 지니면서, 제조원가를 낮출 수 있으면서도 냄새유발이 억제된 친환경적인 침구용, 자동차 내장재용 폴리우레탄 폼 조성물의 발명이 요구되오고 있다.

상기 문제점들을 해결하기 위해서 본 발명자들이 끊임없이 연구한 결과, 기존의 폴리우레탄 폼 조성물 보다 제조원가를 낮출 수 있으면서도 특히, 기존 보다 밀도가 낮으면서도 물성이 향상된 나아가 자동차 내장재로서 사용되기에 적합한 냄새유발이 적은 친환경적인 폴리우레탄 폼 조성물을 제공하는데 본 발명의 목적이 있다. 폴리우레탄 폼 조성물의 밀도 조절을 위해서 발포제 종류의 선택 및 그 양을 조절함으로써, 폴리우레탄 폼 조성물의 밀도를 조절이 가능함을 알게 되었으며, 나아가 발명의 구성물질들의 선택 및 그 양의 조절, 반응경로 등을 통해서 물성 및 냄새방지 등을 이룰 수 있음을 알게 된 것이다.

본 발명은 저밀도 폴리우레탄 폼 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로 설명을 하면 이하와 같다.

우선, 본 발명의 제 1 태양은

폴리올 100 중량부 및 폴리올 100 중량부에 대하여 촉매 0.1 ~ 5 중량부, 사슬연장제 0.5 ~ 4 중량부, 발포제 2 ~ 35 중량부를 함유하는 폴리올 레진 프리믹스와 이소시아네이트 20 ~ 60 중량부를 포함하는 저밀도 폴리우레탄 폼 조성물에 그 특징이 있다.

또한, 본 발명의 제 2 태양은

20 ~ 45℃ 조건하에서 폴리올, 촉매, 사슬연결제 및 발포제를 함유하는 폴리올 레진 프리믹스와 이소시아네이트와 교반, 혼합 및 발포시켜서 1차 반응 혼합물을 만드는 제 1 단계; 및

30 ~ 70℃ 조건하에서 상기 1차 반응 혼합물과 이소시아네이트를 교반, 혼합 및 발포시켜서 발포체를 만드는 제 2 단계;를 포함하는 저밀도 폴리우레탄 폼 조성물 제조방법을 그 특징으로 한다.

본 발명은 저밀도 폴리우레탄 폼 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명은 저밀도임에도 불구하고, 경량화, 고경도, 고내구성 등의 물성이 우수하며, 기존의 폴리우레탄 폼 조성물 보다 제조원가가 비교적 저렴하며, 또한, 냄새유발 방지 효과가 있는 친환경적인 재료로서 침구류의 재료, 자동차 내장재 특히, 자동차 시트 패드에 사용하기에 매우 적합하다.

세계적인 자동차 제조 기술의 평준화, 자동차 수입 규제 완화 및 고유가 등에 의해 유발되는 치열한 자동차 경량화 기술경쟁이 진행되고 있는 가운데, 친환경화, 경량화 및 고급화된 자동차 내장재가 요구되오고 있으며, 여기에 많은 기술투자가 이루어지고 있다. 이러한 분위기하에 본 발명자들은 자동차 내장재 등으로 자주 사용되오던 폴리우레탄 폼 조성물의 밀도를 조절함으로써, 저밀도, 경량 화, 고경도, 고내구성 및 내장재 자체로 인한 냄새유발 문제를 해결하는 방안을 강구하게 되었고, 그 결실로 저밀도 폴리우레탄 폼 조성물 및 그 제조방법에 관한 발명을 하게 되었다.

본 발명의 제 1 태양은 조성물 발명에 관한 것으로서, 이하에서 자세하게 설명하겠다.

본 발명은

또한, 본 발명의 제 2 태양은 상기 저밀도 폴리우레탄 폼 조성물의 제조방법에 관한 것이며, 이하에서 자세하게 설명을 하겠다.

본 발명인 저밀도 폴리우레탄 폼 조성물의 제조방법은

또한 상기 제 1, 2 태양의 상기 폴리올 레진 프리믹스는 난연제 0.5 ~ 3 중 량부 및 셀안정제 3 ~ 5 중량부 중에서 선택된 1 종 이상을 함유한 첨가제를 더 포함하는 저밀도 폴리우레탄 폼 조성물을 그 특징으로 한다.

일반적으로 폴리우레탄 제조시 함유성분 중 폴리올로서, 폴리에테르 폴리올 또는 폴리에스테르 폴리올 단종 또는 이들의 혼합물을 사용한다. 일반적으로 폴리 에테르 폴리올은 낮은 점도로 인하여 가공 용이성, 가수분해에 대한 안정성 및 가격이 싼 장점이 있어서 널리 사용되고 있다. 폴리에스테르 폴리올은 열안정성이 뛰어나고 인장강도가 우수하며, 기름 등에 대한 내성이 뛰어난 장점이 있는 반면에 가격이 비싼 단점이 있다.

본 발명에 있어서 상기 폴리올은 폴리에테르 폴리올 및 폴리에스테르 폴리올 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 상기 폴리에테르 폴리올은 에틸렌글리콜, 1,2-프로판글리콜, 1,3-프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 1,6-헥산디올, 1,8-옥탄디올, 네오펜틸글리콜, 2-메틸-1,3-프로판디올, 글리세롤, 트리메틸올프로판, 1,2,3-헥산트리올, 1,2,4-부탄트리올, 트리메틸올메탄, 펜타에리트리톨, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 트리프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 디부틸렌글리콜, 폴리부틸렌글리콜, 솔비톨, 슈그로스, 하이드로퀴논, 레소시놀, 카테콜, 비스페놀 및 이들의 유도체 중에서 선택된 1종 이상의 혼합물;과

에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드 및 이들의 유도체 중에서 선택된 1종 이상의 혼합물; 을 중합시켜 제조된 것을 사용하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 발명에서 사용되는 상기 폴리에스테르 폴리올은 무수프탈산 및 아디프산 중에서 선택된 1종 이상의 혼합물;과

에틸렌 옥사이드 및 프로필렌 옥사이드 중에서 선택된 1종 이상의 혼합물; 을 중합시켜 제조된 것을 사용하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

여기서, 중합시킨 폴리올을 사용하는 이유는 최종 폴리우레탄 발포폼 제폼의 연질 세그먼트(soft setment) 부분 구조 조절이 가능하여 최종 제품의 진동전달 특성을 조절할 수 있기 때문이다.

본 발명에 있어서, 상기 폴리올은 수산기 400 ~ 800 mg KOH/g, 평균 분자량이 6000 ~ 7000 g/mol 인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

폴리우레탄 제조에 있어서 사용되는 촉매로서 일반적으로 알칼리금속수산화물 촉매, 알칼리토금속수산화물 촉매, 주석계 촉매, 아민계 촉매 등을 사용하는데, 특히 아민계 촉매는 우레탄 반응 속도가 빠른 특성이 있기 때문에 본 발명에서는 아민계 촉매를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 상기 촉매는 아민계 촉매로서 펜타메틸렌디에틸렌트리아민(Pentamethylenediethylenetriamine), 디메틸시클로헥실아민(Dimethylcyclohexylamine), 트리스(3-디메틸아미노)프로필헥사히드로트리아민{tris(3-dimethylamino)propylhexahydrotriamine}, 트리에틸렌디아민(triethylenediamine) 및 이들의 유도체들 중에서 선택된 1종 이상을 사용하는 것이 바람직하나, 이에 특별히 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 있어서, 상기 촉매는 폴리올 100 중량부에 대하여 0.1 ~ 8 중량부 를 더욱 바람직하게는 0.1 ~ 5 중량부를 사용할 수 있는데, 여기서, 촉매 첨가량이 0.1 중량부 미만이면 촉매를 첨가로 인한 반응속도 증대의 효과가 미비하여 반응이 지연되어 경화불량이 발생하는 문제점이 있고, 8 중량부를 초과하면 반응이 너무 빨리 일어나서 폴리우레탄 발포체에 크랙이 발생하게 되고 또한, 아민 촉매가 발포체의 셀 내에 잔존하게 되어 심한 암모니아성 냄새가 발생하는 문제점이 있다.

본 발명에서 사용되는 상기 사슬 연장제는 폴리우레탄 사슬을 연장시키거나 가교시킴으로써 폴리우레탄의 분자량을 증가시키는 역할을 한다. 본 발명에 있어서, 상기 사슬 연장제는 디올(diol), 트리올(triol), 테트라올(tetraol), 디아민(diamine) 및 아미노알콜(aminoalcohol) 중에서 선택된 1종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 좀 더 상세하게 말하자면, 상기 디올은 에틸렌클리콜(ethyleneglycol), 프로필렌글리콜(propyleneglycol) 및 1,4-부탄디올(1,4-butanediol) 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으며, 상기 트리올은 글리세린을 상기 테트라올은 펜타에리트리톨 등을 사용하는 것이 바람직하다. 한편, 상기 디아민은 헥사메틸렌디아민(hexa-methylene diamine), 트리에틸렌디아민, 테트라에틸렌디아민, 테트라메틸에틸렌디아민 및 m-페닐렌 디아민(m-phenylene diamine) 등 중에서 선택된 1종 이상을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 아미노알콜은 디에탄올아민, 트리에탄올아민 및 이들의 유도체들 중에서 선택된 1종 이상을 사용하는 것이 바람직하나, 상기 열거한 사슬 연장제의 종류에 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

여기서, 상기 사슬 연장제는 폴리올 100 중량부에 대하여 0.5 ~ 4 중량부를 사용하는 것이 바람직한데, 사슬 연장제를 0.5 중량부 미만으로 첨가하면 최종 발포폼의 구조가 불안정하여 기계적 물성이 저하되는 문제가 발생하며, 4 중량부를 초과하여 첨가하면 최종 발포폼의 과다한 가교결합으로 인한 셀 구조의 불균일 문제가 발생한다.

이소시아네이트는 일반적으로 폴리우레탄 제조시 첨가되는 필수구성으로 알려져 있다. 본 발명에 있어서, 상기 이소시아네이트는 상기 폴리올과 1, 2차 반응을 일으키게 하는 것에 그 특징이 있다. 여기서, 1, 2차 반응을 일으키게 하여 본 발명인 폴리우레탄 폼 조성물을 제조하는 이유는 원재료 측면에서 이소시아네이트와 폴리올의 1,2차 반응을 통하여 폴리우레탄 구조 내의 경질구조 부분(Hard segment)과 연질구조 부분(Soft segment)의 분포를 균일하게 하기 위한 것이다. 이를 통하여 폴리우레탄 폼의 경도 및 강성을 향상시키기 위해서 사용되는 유리섬유 또는 탄소섬유 등의 충전제의 사용을 피할 수 있게 되어 원가절감효과를 볼 수 있게 되는 것이며, 또한 밀도의 고른 분포로 인하여 물성의 증대효과를 볼 수 있는 것이다.

일반적으로 폴리 우레탄 제조시 사용되는 이소시아네이트는 모노이소시아네이트, 디이소시아네이트 등을 사용하는 데 본 발명에서는 디이소시아네이트를 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 사용되는 디이소시아네이트는 톨루엔디이소시아네이트(toluenediisocyanate, 이하, "TDI"로 정의한다.), 모노머릭(monomeric) 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트 (Diphenyl-methane diisocyanate), 모노머릭(monomeric) 2,4-디페닐메탄디이소시아네이트, 2,2-디페닐메탄디이소시아 네이트, 폴리머릭 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트, 폴리머릭 2,4-디페닐메탄디이소시아네이트, 폴리머릭 2,2-디페닐메탄디이소시아네이트, 토릴렌디이소시아네이트(Torilene diisocyanate) 및 이들의 유도체 중에서 선택된 1종 이상을 사용하는 것이 바람직하다. 이하에서는 상기 모노머릭 또는 폴리머릭 디페닐메탄디이소시아네이트 및 이들의 유도체를 "MDI"로 정의한다.

특히, 본 발명에서 사용되는 하기 화학식 1의 분자구조를 포함한 MDI는 평균 작용기가 2.0 ~ 3.1로서 상온에서 액상이다.

상기 화학식 1에 있어서, n은 정수이다.

본 발명에 있어서, 1,2차 반응에 사용되는 상기 이소시아네이트의 첨가량은 폴리올 100 중량부에 대하여, 20 ~ 60 중량부(실시예를 보고 임의로 기재한 값임)를 더욱 바람직하게는 30 ~ 50 중량부를 사용하는 것이 바람직한데, 여기서 20 중량부 미만이면 최종 발포폼의 경도저하 문제가 발생하고, 60 중량부를 초과하면 과도한 경도 증강에 따른 자동차 시트 용도에 요구되는 적절한 탄성을 구현하지 못하는 문제가 발생한다.

폴리우레탄 발포체 제조시에 사용되는 발포제는 일반적으로 물, 클로로플루오로카본, 히드로클로로플로오로카본, 히드로플로로카본, 이산화탄소 등이 사용되 는데, 본 발명에 있어서 사용되는 발포제는 시클로펜탄(cyclopentane) 및 물(H₂O) 중에서 선택된 1종 이상을 사용하는 것에 그 특징이 있다. 발포제로서 물은 이소시아네이트와 반응하여 유레아(urea)를 형성하면서 이산화탄소(CO₂)를 방출하게 되고, 이산화탄소가 폴리우레탄을 발포시키게 되는 것인데, 물은 가격 및 환경적 측면에서 매우 좋으나, 폴리우레탄 폼 형성 반응시 지나치게 높은 발열량과 점도 상승으로 인하여 폴리우레탄 폼의 밀도 및 경도를 조절하기 위하여 원료의 선택 및 발포제 첨가량의 폭이 제한적이라는 단점이 있다. 또한, 발포제로서의 시클로펜탄은 가격이 저렴하고 환경 친화적인 발포제로서 오존파괴 및 지구온난화 등의 환경오염이 전혀 없는 장점이 있으며, 낮은 증발온도로 인하여 폴리우레탄 폼 조성물의 제조를 용이하게 하며, 낮은 점도로 인하여 폴리우레탄 폼 제조에 있어서 우수한 흐름성을 부여하는 장점이 있다. 본 발명은 상기 시클로펜탄 또는 물 각각 단종을 발포체로서 사용할 수 있으나, 각각의 장점을 살려 시클로펜탄을 주발포제로서, 그리고 물을 보조발포제로서 사용함으로써, 즉 이들을 혼합하여 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 특히, 발포체로서 시클로펜탄과 물을 혼합하여 사용하면, 시클로펜탄의 장점을 살리면서도 발포제로서 물의 단점인 높은 발열량과 폴리우레탄 폼의 밀도 상승을 방지할 수 있게 된다. 물과 시클로펜탄의 사용 중량비를 통하여 폴리우레탄 폼 조성물의 밀도를 조절할 수 있는데, 물을 기준으로 하여 시클로펜탄의 중량이 증가하면, 폴리우레탄 폼 조성물의 밀도가 감소하고, 시클로펜탄의 중량이 감소하면, 폴리우레탄 폼 조성물의 밀도가 증가하게 되는 것이다. 이때, 물:시클로펜탄의 중량비가 1:0.4 ~ 6 을 더욱 바람직하게는 1:0.5 ~ 3.5를 사용하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 중량비가 1:0.4 미만이면 물의 사용량이 많게 되어 높은 반응열로 인하여 제조된 폴리우레탄 폼에 스코치(Scorch)가 발생 및 초기 점도가 너무 높게 되는 문제가 발생하며, 중량비가 1:6을 초과하면 제조된 폴리우레탄 폼의 밀도가 과도하게 저하되거나 셀 균일성이 저하되어 밀도 불균일 문제가 발생하기 때문이다.

본 발명의 제 2 태양인 상기 저밀도 폴리우레탄 폼 조성물의 제조방법에 대해서 더 자세하게 설명을 하겠다.

본 발명인 저밀도 폴리우레탄 폼 조성물의 제조방법에 있어서, 제 1 단계는 폴리올 레진 프릭믹스에 함유된 폴리올 및 이소시아네이트와의 1차 반응을 유도하는 단계이며, 제 2 단계는 1차 반응 혼합물에 함유되어 있는 잔존 폴리올 및 1차 반응 혼합물과 이소시아네이트와의 2차 반응을 유도하기 위한 것이다. 이처럼 1, 2차 반응을 진행시키는 이유는 상기에서 언급했듯이, 폴리우레탄 구조 내의 경질구조 부분(Hard segment)과 연질구조 부분(Soft segment)의 분포를 균일하게 하기 위한 것으로서, 폴리우레탄 폼 조성물 내부 밀도의 고른 분포로 인하여 물성의 증대효과를 볼 수 있기 때문이다.

또한, 상기 제 1, 2 단계를 거치면서 폴리올 레진 프리믹스에 함유되어 있는 발포제에 의해서 발포가 일어나게 된다.

상기 제 1 단계에 있어서, 폴리올 레진 프리믹스는 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 첨가제는 난연제 및 셀안정제 중에서 선택된 1종 이상을 포함하여 사용할 수 있다. 상기 난연제는 일반적으로 폴리우레탄 폼의 낮은 난연성을 개선하기 위해 첨가되는 것으로서 반응형 난연제와 첨가형 난연제로 나뉘며, 크게 할로겐계, 인계 및 무기질 난연제로 나눌 수 있으며, 본 발명에 있어서는 특정 난연제의 종류에 한정되지 않고 할로겐계, 인계 및 무기질 난연제 중에서 선택된 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있다. 그리고 상기 난연제는 폴리올 100 중량부에 대하여 0.5 ~ 3 중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 난연제가 0.3 중량부 미만이면 자동차 시트 및 내장재 난연규격에 미달하는 하는 문제가 발생하고 3 중량부 초과하면 과도한 난연제 처방에 따른 최종 제품의 변색 문제가 발생하기 때문이다.

상기 셀안정제는 폴리우레탄 발포체를 형성시킬 때 발포로 인한 폼 형성시 작고 균일한 셀이 생성될 수 있도록 보조역할을 하는 것으로서, 일반적으로 양이온계 계면활성제, 음이온계 계면활성제, 유기규소 계면활성제, 실리콘계 계면활성제 등을 주로 사용하는데, 본 발명에 있어서는 이들을 모두 사용할 수 있으나, 실리콘계 계면활성제인 폴리실록산에테르, 폴리실록산에스테르 중에서 선택된 1종 이상을 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 상기 계면활성제 는 3 ~ 5 중량부를 사용하는 것이 바람직한데, 3 중량부 미만시 최종 발포폼의 균일한 셀 구조 형성이 조절되지 하는 문제가 발생하고, 5 중량부 초과시 과도한 계면활성제 처방에 따른 원가상승 하는 문제가 발생하기 때문이다.

본 발명인 저밀도 폴리우레탄 폼 조성물의 제조방법에 있어서, 폴리올 레진 프리믹스와 이소시아네이트의 1 차 반응은 20 ~ 45℃의 조건하에서 반응시키는 것 이 바람직한데, 20℃ 미만에서는 반응이 잘 일어나지 않고, 45℃ 초과시에는 반응속도가 너무 빨라서 내부 밀도가 균일한 혼합이 이루어지지 않는 문제점이 발생할 수 있다. 또한 제 2 단계의 2 차 반응 혼합물은 30 ~ 70℃의 조건하에서 반응시켜서 제조하는데, 30℃ 미만이면 화학반응이 너무 늦은 문제가 발생하고, 70℃를 초과하면 발포제에 의한 발포가 너무 빨리 일어나서 발포체가 순간적으로 찢어지거나 순간적으로 많은 양의 발포 기체가 빠져나가서 발포체의 중앙에 커다란 화산분화구 형태가 생기는 문제가 발생하기 때문이다. 이렇게 1,2 차 반응 및 그 반응 온도 조건을 다르게 함으로서, 폴리우레탄 폼 조성물의 내부 밀도를 고르게 분포하도록 하여 기존보다 물성이 향상된 폴리우레탄 폼 조성물을 제조할 수 있게 되는 것이다.

또한, 저밀도 폴리우레탄 폼 조성물 제조방법에 있어서, 상기 제 1 단계의 폴리올의 OH 기와 이소시아네이트의 NCO 기 비율이 OH기 : NCO기 = 1 : 0.5 ~ 1.8, 더욱 바람직하게는 -OH : -NCO = 1 : 0.7 ~ 1.6 이 되도록 하여 1차 반응 혼합물을 제조할 수 있다. 여기서, 상기 비율이 1 : 0.5 미만이면 폴리올 성분이 지나치게 과량으로 존재하여 폴리우레탄 형성 후 높은 점성으로 인해 표면의 끈적임이 심하고, 미반응 폴리올이 제품에 잔존하게 되는 문제점이 있을 수 있으며, 비율이 1 : 1.8를 초과하면 제조된 폴리우레탄 폼 조성물의 강직도가 지나치게 높게 되어 깨지기 쉽고, 제품 성형이 어려워지는 문제점이 발생한다.

상기 제 2 단계의 폴리올의 OH 기와 이소시아네이트의 NCO 기 비율은 -OH : -NCO = 1 : 0.3 ~ 1, 더욱 바람직하게는 -OH : -NCO = 1 : 0.4 ~ 0.8 이 되도록 하 여 2차 반응 혼합물을 제조하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 비율이 1 : 0.3 미만이면 과도한 폴리올 성분으로 인하여 최종 발포품의 기계적 물성이 저하되는 문제가 발생하고, 비율이 1 : 1을 초과하면 과도한 이소시네이트 함량에 따른 최종 발포폼의 과도한 강직 물성을 보이는 하는 문제가 발생하기 때문이다.

본 발명인 상기 제조방법으로 제조된 저밀도 폴리우레탄 폼 조성물의 밀도는 30 ~ 140 kg/㎥이며, 이는 본 발명의 제조방법에 있어서, 1, 2차 반응 및 그 반응 조건의 조절, 주발포제로서 시클로펜탄 및 보조발포제로서의 물을 혼합사용 및 그 혼합비의 조절, 그리고 발포 온도의 조절을 통해서 저밀도 또는 고밀도의 폴리우레탄 폼 조성물을 얻게 된 것임을 알 수 있다.

이하에서 본 발명의 실시예를 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 하기의 실시예에 의해서 한정되는 것은 아니다.

저밀도 폴리우레탄 폼 조성물의 제조

실시예 1

1 atm, 30~32℃의 조건하에서, 폴리에테르 폴리올 500 g, 촉매로서 펜타메틸렌디에틸렌디아민 5g과 디메틸시클로헥실아민 2.5g, 사슬연장제인 5 g, 발포제로서 시클로펜탄 15g과 물 4.5g 및 셀안정제인 폴리실록산 에테르 7.5g을 혼합하여 폴리올 레진 프리믹스를 제조하였다. 상기 폴리올 레진 프리믹스에 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트(MDI) 130g을 첨가한 후, 교반기를 이용하여 500 ~ 700 rpm으로 교반, 혼합하여 폴리올 레진 프리믹스의 폴리올 및 상기 MDI와 1차 반응을 한 1차 반응 혼합물을 제조하였다.

1 atm, 45~47℃의 조건하에서 상기 1차 반응 혼합물에 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트(MDI) 70g을 첨가한 후, 교반기를 이용하여 700 ~ 800 rpm으로 교반, 혼합하여 2차 반응을 유도시킨 폴리우레탄 폼 조성물을 만들었으며, 그 조성물질 및 조성비는 하기 표 1에 나타내었다.

또한, 실시예 1에서 제조된 폴리우레탄 폼 조성물에 대한 내부 셀의 전자현미경 사진을 도 1에 나타내었다.

실시예 2 ~ 7

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 하기 표 1의 조성물질 및 조성비율을 갖도록 폴리우레탄 폼 조성물을 제조하였다.

실시예 8

상기 실시예 1 과 동일한 조성물질 및 조성비를 갖도록 실시하되, 상기 1차 반응은 21 ~ 23℃ 조건하에서, 상기 2차 반응은 35 ~ 37℃ 조건하에서 발명을 실시하여 폴리우레탄 폼 조성물을 제조하였다.

상기 실시예 1 ~ 8의 조성물질 및 그 조성비율은 하기 표 1과 같다.

구 분 (단위 : 중량부)				실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	실시예5	실시예6	실시예7	실시예8
폴리올 레진프리믹스	폴 리 올	폴리에테르 폴리올	FA-702	100	-	70	30	100	100	50	100
		폴리에스테르 폴리올	JEO-750	-	100	30	70	-	-	50	-
		합 계		100 중량부
	촉매	펜타메틸렌디에틸렌디아민		1	1	1.5	1.5	1.5	2	1	1
	촉매	디메틸시클로헥실아민		0.5	0.5	1	1	-	-	1	0.5
	사슬 연장제	프로필렌글리콜		3	3	3	3	3	3	3	3
	발포제	시클로펜탄		4	4	10	12	4	2.5	2.5	20
	발포제	물(H₂O)		1	1	2	4	4	3	1	4
	난연제	무기질난연제		-	-	-	-	1.5	1.5	1.5	1.5
	셀안정제	폴리실록산 에테르		1.5	1.5	1.5	1.5	1	1	2	1.5
이소시아네이트		4,4-디페닐메탄디이소시아네이트(MDI)		40	40	50	50	-	40	10	40
이소시아네이트		톨루엔디이소시아네이트(TDI)		-	-	-	-	40	10	40	-
1) 폴리 에테르 폴리올 : 한국폴리올, FA-702 2) 폴리 에스테르 폴리올 : 정우화인, JEO-750, 3) 펜타메틸렌디에틸렌디아민 : Tosho, Toyocat DT 4) 디메틸시클로헥실아민 : 시그마알드리치, DMCHA 5) 프로필렌클리콜 : 시그마알드리치, propyleneglycol. 6) 시클로펜탄 : 시그마알드리, Cyclopentane. 7) 폴리실록산 에테르 : Air Product, DABCO DC-193 8) 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트 : BASF, Lupranate MS 9) 톨루엔디이소시아네이트 : BASF, LUPRANATE T80

비교예 1

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 하기 표 2와 같은 조성을 같도록 실시하여 폴리우레탄 폼 조성물을 제조하였다. 그리고, 비교예 1에서 제조한 폴리우레탄 폼 조성물의 내부 셀의 전자현미경 사진을 도 2에 나타내었다.

비교예 2

하기 표 2와 같은 조성을 같도록 레진프리믹스를 제조한 후, 이에 발포제를 섞어 1 차 반응만 일으켜서 폴리우레탄 폼 조성물을 제조하였다.

비교예 2에서 사용된 폴리올은 폴리올은 관능기 3, 수산기 500 mg KOH/g인 폴리에테르 폴리올(금호석유화학사 ppg-4607 제품) 70 중량%와 평균분자량 6000인 폴리에테르 폴리올 30 중량%로 이루어진 폴리에테르 폴리올을 사용하였고, MDI는 금호미쯔이사의 Cosmonate MC-70제품(이소시아네이트기 함량 31.2 중량%, 점도 197 cps/25℃)을 사용하였다.

비교예 3 ~ 5

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 하기 표 2의 조성을 갖도록 비교예 3 ~ 5를 각각 실시하였다.

비교예 6

1 atm, 37~40℃의 조건하에서, 폴리에테르 폴리올 500 g, 촉매로서 펜타메틸렌디에틸렌디아민 1g과 디메틸시클로헥실아민 0.5g, 사슬연장제인 5 g, 발포제로서 시클로펜탄 15g과 물 4.5g 및 셀안정제인 폴리실록산 에테르 7.5g을 혼합하여 폴리올 레진 프리믹스를 제조하였다.

상기 폴리올 레진 프리믹스에 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트(MDI) 200g을 첨가한 후, 교반기를 이용하여 700 ~ 800 rpm으로 교반, 혼합하여 폴리우레탄 폼 조성물을 제조하였고, 비교예 6에서 제조된 폴리우레탄 폼 조성물 내부 셀의 전자현미경 사진을 도 3에 나타내었다.

비교예 7

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 1차 반응시 OH/NCO 의 비가 1 : 2가 되도록 폴리올 400 g, MDI 300 g을 첨가하여 폴리우레탄 폼 조성물을 제조하였다.

구 분 (단위 : 중량부)				비교예1	비교예2	비교예3	비교예4	비교예5	비교예6	비교예7
폴리올 레진프리믹스	폴 리 올	폴리에테르 폴리올	FA-702	100	100^A)	100	100	100	100	100
		폴리에스테르 폴리올	JEO-750	-	-	-	-	-	-	-
		합 계		100 중량부
	촉매	펜타메틸렌디에틸렌디아민		1	0.3	8	1	1	1	1
	촉매	디메틸시클로헥실아민		0.5	-	1	0.5	0.5	0.5	0.5
	사슬 연장제	프로필렌글리콜		3	3	3	3	3	1	3
	발포제	시클로펜탄		-	-	6	16	1	7	8.0
	발포제	물(H₂O)		3.0	5.0	3	2	4.5	1	1
	난연제	무기질난연제		-	-	-	-	-	-	-
	셀안정제	폴리실록산 에테르		1.5	1.0	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5
이소시아네이트		4,4-디페닐메탄디이소시아네이트(MDI)		40	70	40	40	40	40	75
이소시아네이트		톨루엔디이소시아네이트(TDI)		-	-	-	-	-	-	-
1) 폴리 에테르 폴리올 : 한국폴리올, FA-702 2) 폴리 에스테르 폴리올 : 정우화인, JEO-750 3) 펜타메틸렌디에틸렌디아민 : Tosho, Toyocat DT 4) 디메틸시클로헥실아민 : 시그마알드리치, DMCHA 5) 프로필렌클리콜 : 시그마알드리치, propyleneglycol 6) 시클로펜탄:시그마알드리, Cyclopentane. 7) 폴리실록산 에테르 : Air Product, DABCO DC-193 8) 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트: BASF, Lupranate MS. 9) 톨루엔디이소시아네이트 : BASF, LUPRANATE T80 10) 비교예 2의 폴리올은 관능기 3, 수산기 500 mg KOH/g인 폴리에테르 폴리올(금호석유화학사 ppg-4607 제품) 70 중량%와 평균분자량 6000 인 폴리에테르 폴리올 30 중량%로 이루어진 폴리에테르 폴리올이다.

상기 실시예에 있어서, 발포제의 양을 물:시클로펜탄 = 1:4 비율로 사용한 실시예 1의 셀 크기를 나타낸 도 1과 발포제로서 물만을 사용한 비교예 1의 셀 크기를 나타낸 도 2를 살펴보면, 실시예 1의 셀의 크기가 더 작음을 확연히 알 수 있다. 또한, 실시예 1의 도 1과 비교예 6의 도 3을 비교해보면, 2차 반응을 통하여 제조된 실시예 1의 폴리우레탄 폼 조성물의 내부가 매우 균일한 크기 및 분포도를 가지고 있음을 볼 수 있고, 1차 반응으로만 제조된 비교예 6의 폴리우레탄 폼 조성물의 경우, 셀의 크기 및 그 분포도가 매우 불균질함을 볼 수 있다.

실험예

실험예 1

물성실험

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 폴리우레탄 폼 폴리올 각각의 물성을 측정하기 위하여 하기 표 3의 방법으로 각각의 실험을 행하였고, 그 결과는 하기 표 4에 나타내었고, 하기 표 4에 있어서, 실시예 1 ~ 8 및 비교예 1 ~ 7 각각을 순서대로 실험예 1-1 ~ 1-8 및 비교실험예 1-1 ~ 1-7로 나타내었다.

구 분	실험방법
압축강도	KS M 3808에 의거하여 평가
굽힘강도	KS B 0801에 의거하여 평가
인장강도	ASTM D638 에 의거하여 평가
압축경도	KS M 3015 에 의거하여 평가

물성측정실험 결과

구 분	평균밀도 (Kg/m³)	평균셀크기 (㎛)	압축강도 (MPa)	굽힘강도 (MPa)	인장강도 (MPa)	압축경도 (Kgf/314㎡)
실험예 1-1	46	190	1.90	2.62	2.19	25.29
실험예 1-2	46	192	1.87	2.55	2.24	25.78
실험예 1-3	44	175	2.04	2.74	2.20	26.17
실험예 1-4	47	195	1.96	2.63	2.12	24.59
실험예 1-5	48	198	1.85	2.48	2.17	26.02
실험예 1-6	48	204	1.97	2.58	2.11	24.85
실험예 1-7	47	196	1.85	2.67	2.30	25.14
실험예 1-8	44	181	2.13	2.79	2.24	26.28
비교실험예1-1	53	305	1.68	2.35	1.95	22.61
비교실험예1-2	54	308	1.70	2.50	1.90	23.07
비교실험예1-3	48	203	1.26	2.21	1.50	20.80
비교실험예1-4	41	172	1.08	2.07	1.31	19.02
비교실험예1-5	52	285	1.75	2.41	1.94	23.32
비교실험예1-6	46	180	1.27	2.12	1.84	20.12
비교실험예1-7	47	216	2.15	2.97	2.46	29.25

상기 실험예를 검토해보면, 발포제로서 물만을 사용한 비교실험예 1-1,1-2 및 물:시클로펜탄의 비율이 1:0.4 미만인 비교실험예 1-5의 경우, 실험예 1-1 ~ 1-8 보다 평균밀도가 높고, 평균셀크기가 큰 것을 알 수 있다. 이를 통하여 기존의 화학적 발포제인 물만을 사용하는 것보다 물리적 발포제인 시클로펜탄을 혼합하여 사용함으로써, 폴리우레탄 폼 조성물의 평균밀도를 낮출 수 있고, 또한 평균셀크기를 줄일 수 있다는 결론을 낼 수 있다.

나아가, 비교실험예 1-5의 결과를 보건데, 발포제로서 물과 시클로펜탄을 혼합·사용하더라도 시클로펜탄의 비율이(물:시클로펜타 = 1: 0.2) 너무 낮으면, 원하는 평균셀크기 얻거나 물성증대 효과 얻기가 어려움이 있음을 알 수 있다.

실험예 1-3과 1-8, 비교실험예 1-4 통하여 물과 시클로펜탄의 비율을 조절함으로써, 평균셀크기 조절이 가능함을 알 수 있다. 즉, 시클로펜탄의 비율이 높아지면, 평균셀크기가 작아지게 되고, 시클로펜탄의 비율이 낮아지면, 셀의 크기가 증대됨을 확인할 수 있다.

1차 반응만으로 제조된 비교예 6에 대한 물성실험인 비교실험예 1-6의 실험결과를 보면, 평균셀크기가 작고, 평균밀도도 낮음을 볼 수 있다. 그러나, 셀이 크기가 고르지 못하고 또한 폴리우레탄 폼 조성물 전체적으로 밀도가 고르지 못하기 때문에, 본 발명인 실시예보다 물성이 낮음을 확인할 수 있다.

비교실험예 7의 경우, 1차 반응시 -CO:-OH의 비율이 1:2였는데, 물성실험 결과를 보면, 평균밀도, 평균셀크기 및 물성한 편이나, 폴리우레탄 폼의 강직도가 지나치게 높아서 쉽게 깨지는 문제가 발생하였고, 균일한 혼합이 이루어지지 않아서 성형이 어려워지는 문제가 발생하였다.

상기 물성실험 결과를 통하여 폴리우레탄 폼 조성물 제조시 폴리올과 이소시아네이트의 단일 단계의 반응보다 1, 2차 반응을 거쳐서 제조하는 것이 폴리우레탄 폼 조성물이 고른 밀도 분포도를 갖게 되고 이로 인해 물성이 증가함을 확인할 수 있고, 또한, 발포제로서 물을 사용한 기존의 수발포 폴리우레탄 폼보다 시클로펜탄을 혼합사용하는 것이 폴리우레탄 폼 조성물의 평균셀크기를 낮추고 밀도를 낮출 수 있게 되어서, 저밀도, 경량화된 폴리우레탄 폼 조성물을 제조할 수 있음을 확인할 수 있다.

실험예 2

폴리우레탄 폼의 냄새특성, 외관평가 및 셩형성 평가

냄새측정은 시료의 냄새평가를 통하여 측정하였다. 냄새평가방법은 4L 데시케이터 용기에 시료 크기가 사이즈 가로 3cm, 세로 3cm 되도록 준비하여 용기 안에 넣고, 밀폐 후 80℃로 가열된 오븐에서 2시간 방치시켰다. 그 후 2시간 동안 가열한 후 실온에서 1 시간 방치하여 식힌 후 시험용기를 3 ~ 4 cm 개방하여 평가가 한 사람씩 하기 표 5의 냄새기준에 의거하여 평가하였다. 1 개의 시험용기를 3명 이상이 평가하고 동일한 종류의 시편을 2번 이상 평가하여 평균값으로 결과를 산출하였다.

등 급	냄새의 정도
1 2 3 4 5 6	자극적이고 강렬한 냄새 강한 역겨운 냄새 냄새가 쉽게 감지되며 역겨움 냄새가 약하게 감지되나 역겹지 않음 거의 감지할 수 없는 냄새 냄새 없음

폼 외관 평가는 성형품을 육안평가에 의해 측정하였으며, 냄새특성 및 외관평가의 측정결과는 하기 표 6에 실시예 1 ~ 8 및 비교예 1 ~ 7을 각각 순서대로 실험예 2-1 ~ 2-8 및 비교실험예 2-1 ~ 2-7로 표시하였다.

구 분	냄새등급(급)	외관평가
실험예 2-1	4	양호
실험예 2-2	4	양호
실험예 2-3	5	양호
실험예 2-4	4	양호
실험예 2-5	4	양호
실험예 2-6	4	양호
실험예 2-7	5	양호
실험예 2-8	4	양호
비교실험예 2-1	4	양호
비교실험예 2-2	4	양호
비교실험예 2-3	3	양호
비교실험예 2-4	3	불량
비교실험예 2-5	4	양호
비교실험예 2-6	4	불량
비교실험예 2-7	3	불량

상기 실험예 2의 냄새특성 및 외관평가를 통해서도 본 발명이 기존 발명인 비교실험예 2-1, 2-2와 비교할 때, 거의 유사 내지 우수한 실험결과를 나타냄을 확인할 수 있었다.

종합하여 볼 때, 본 발명은 1, 2차 반응 및 발포제로서 시클로펜탄과 물을 사용함으로써, 기존의 폴리우레탄 폼에 비하여 평균밀도가 낮고 평균셀크기가 작아서, 압축, 굽힘, 인장 강도 등의 물성이 향상되며, 나아가 냄새가 적거나 거의 없으며, 폴리우레탄 폼으로서의 외관도 우수함을 확인할 수 있다.

또한, 본 발명은 충전제를 사용하지 않음에도 폴리우레탄 폼의 경도 및 강성이 우수한 바, 충전제의 추가 사용으로 인한 비용 증대를 피할 수 있게 되어 원가절감효과가 있음을 확인할 수 있다. 나아가 1차 가소제의 양도 줄이는 부가적 효과가 있다.

이러한 특성을 갖는 본 발명의 폴리우레탄 폼 조성물은 침구류의 소재 등에 널리 사용될 수 있으며, 특히 자동차 내장재로서 매우 적합한 발명임을 알 수 있는 바, 차후 자동차 내장재용 소재 및 자동차 시트 패드의 소재로서 활발한 사용이 기대된다.

도 1은 실시예 1에서 실시하여 제조한 폴리우레탄 폼 조성물의 내부 셀구조에 대한 전자현미경 사진이다.

도 2는 비교예 1에서 실시하여 제조한 폴리우레탄 폼 조성물의 내부 셀구조에 대한 전자현미경 사진이다.

도 3은 비교예 6에서 실시하여 제조한 폴리우레탄 폼 조성물의 내부 셀구조에 대한 전자현미경 사진이다.

Claims

폴리올 100 중량부 및 폴리올 100 중량부에 대하여 촉매 0.1 ~ 5 중량부, 사슬연장제 0.5 ~ 4 중량부, 발포제 2 ~ 35 중량부를 함유하는 폴리올 레진 프리믹스와 이소시아네이트 20 ~ 60 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 저밀도 폴리우레탄 폼 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 폴리올 레진 프리믹스는 난연제 및 셀안정제 중에서 선택된 1종 이상을 함유하는 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저밀도 폴리우레탄 폼 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 폴리올은 폴리에테르 폴리올 및 폴리에스테르 폴리올 중에서 선택된 1종 이상을 포함하며;

상기 폴리에테르 폴리올은 에틸렌글리콜, 1,2-프로판글리콜, 1,3-프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 1,6-헥산디올, 1,8-옥탄디올, 네오펜틸글리콜, 2-메틸-1,3-프로판디올, 글리세롤, 트리메틸올프로판, 1,2,3-헥산트리올, 1,2,4-부탄트리올, 트리메틸올메탄, 펜타에리트리톨, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 트리프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 디부틸렌글리콜, 폴리부틸렌글리 콜, 솔비톨, 슈그로스, 하이드로퀴논, 레소시놀, 카테콜 및 비스페놀 중에서 선택된 1종 이상의 혼합물; 및

에틸렌 옥사이드 및 프로필렌 옥사이드 중에서 선택된 1종 이상의 혼합물; 을 중합시킨 것을 특징으로 하는 저밀도 폴리우레탄 폼 조성물.
제 3 항에 있어서, 상기 폴리에스테르 폴리올은 무수프탈산 및 아디프산 중에서 선택된 1종 이상의 혼합물; 및

에틸렌 옥사이드 및 프로필렌 옥사이드 중에서 선택된 1종 이상의 혼합물; 을 중합시킨 것을 특징으로 하는 저밀도 폴리우레탄 폼 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 촉매는 아민계 촉매로서 펜타메틸렌디에틸렌트리아민(Pentamethylenediethylenetriamine), 디메틸시클로헥실아민(dimethylcyclohexylamine), 트리스(3-디메틸아미노)프로필헥사히드로트리아민{tris(3-dimethylamino)propylhexahydrotriamine} 및 트리에틸렌디아민(triethylenediamine) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 저밀도 폴리우레탄 폼 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 발포제는 시클로펜탄(Cyclopentane) 및 물(H₂O) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 저밀도 폴리우레탄 폼 조성물.
제 6 항에 있어서, 상기 발포제는 물과 시클로펜탄을 물:시클로펜탄 = 1:0.4 ~ 6의 혼합비를 가진 것을 특징으로 하는 저밀도 폴리우레탄 폼 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 이소시아네이트는 톨루엔디이소시아네이트(toluene diisocyanate), 모노머릭(monomeric) 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트 (Diphenyl-methane diisocyanate), 모노머릭 2,4-디페닐메탄디이소시아네이트, 모노머릭 2,2-디페닐메탄디이소시아네이트, 폴리머릭 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트, 폴리머릭 2,4-디페닐메탄디이소시아네이트, 폴리머릭 2,2-디페닐메탄디이소시아네이트 및 토릴렌디이소시아네이트(Torilene diisocyanate) 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 저밀도 폴리우레탄 폼 조성물.
20 ~ 45℃ 조건하에서 폴리올, 촉매, 사슬연결제 및 발포제를 함유하는 폴리 올 레진 프리믹스와 이소시아네이트와 교반, 혼합 및 발포시켜서 1차 반응 혼합물을 만드는 제 1 단계; 및

30 ~ 70℃ 조건하에서 상기 1차 반응 혼합물과 이소시아네이트를 교반, 혼합 및 발포시켜서 발포체를 만드는 제 2 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 저밀도 폴리우레탄 폼 조성물 제조방법.
제 9 항에 있어서, 상기 제 1 단계의 상기 1차 반응 혼합물은 OH기와 NCO기의 함유비율이 OH기 : NCO기 = 1 : 0.5 ~ 1.8인 것을 특징으로 하는 저밀도 폴리우레탄 폼 조성물 제조방법.
제 9 항에 있어서, 상기 제 2 단계의 상기 발포체는 OH기와 NCO기의 함유비율이 OH기 : NCO기 = 1 : 0.3 ~ 1인 것을 특징으로 하는 저밀도 폴리우레탄 폼 조성물 제조방법.